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光电耦合器

阅读：481发布：2020-10-29

专利汇可以提供光电耦合器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种光电耦合器，包括：发光源，发光源的引脚与信号输入端相连以接收信号输入端传输的信号，发光源能够发出光线；受光器，与发光源相对设置，受光器能够接收光线并产生光电流；绝缘层，位于发光源和受光器之间以隔离发光源和受光器，绝缘层包含环氧树脂；包覆层，设于发光源和绝缘层之间或者受光器和绝缘层之间，发光源发出的光线的至少一部分经过包覆层后照射到受光器，包覆层包含氧化石墨烯，氧化石墨烯能够在焊接时受热转化成石墨烯，石墨烯能够吸收光源发出的光线以降低光电转换系数在经过回流焊后的增加。该光电耦合器能够实现低光电转换率偏移。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是光电耦合器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光电耦合器，其特征在于，包括：
发光源，所述发光源的引脚与信号输入端相连以接收所述信号输入端传输的信号，所述发光源能够发出光线；
受光器，所述受光器与所述发光源相对设置，所述受光器能够接收所述光线并产生光电流；
绝缘层，所述绝缘层位于所述发光源和所述受光器之间以隔离所述发光源和所述受光器，所述绝缘层包含环氧树脂；
包覆层，所述包覆层设于所述发光源和所述绝缘层之间或者所述受光器和所述绝缘层之间，所述发光源发出的光线的至少一部分经过所述包覆层后照射到所述受光器，所述包覆层包含氧化石墨烯，所述氧化石墨烯能够在所述光电耦合器焊接至线路板上时受热转化成石墨烯，所述石墨烯能够吸收所述发光源发出的光线以降低光电转换系数在经过焊接后的增加。
2.根据权利要求1所述的光电耦合器，其特征在于，所述包覆层设于所述发光源的外表面以包覆所述发光源。
3.根据权利要求1所述的光电耦合器，其特征在于，所述发光源为红外发光二极管。

说明书全文

光电耦合器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及光隔离耦合器件技术领域，更具体地，涉及一种光电耦合器。

背景技术

[0002] 光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件，通常由发光源和受光器两部分组成。将发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用绝缘体隔离，绝
缘体一般是填充的环氧树脂，环氧树脂分为内外两层，内层是白色环氧树脂，让发光源发出
的光穿透过到达受光器，外层是黑色环氧树脂，用于屏蔽环境光，提升光电耦合器抗干扰能
力。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器
为光敏二极管、光敏三极管等等。现有的光电耦合器经过1～3遍回流焊后光电流转换系数
(CTR)会发生明显增加，增加幅度一般会大于25％。光电流转换系数(CTR)增加原因曾认为
是晶片或者裹覆晶片的硅胶与内层环氧树脂经过回流焊后发生剥离，让发光源更多的光透
过白色环氧树脂到达受光器。最近更具说服力的试验证明，光电流转换系数(CTR)增加或许
是内层的环氧树脂在经过小于3次的回流焊后其光线透过率发生增加造成。但无论哪一种
电流转换系数增加的方式，都会造成光电耦合器出厂标注的光电转换系数与客户端实际使
用值出现偏差，影响客户使用。
实用新型内容

[0003] 本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

[0004] 为此，本实用新型提出一种光电耦合器，该光电耦合器装配简单，便于使用。

[0005] 根据本实用新型实施例的光电耦合器，包括：发光源，所述发光源的引脚与信号输入端相连以接收所述信号输入端传输的信号，所述发光源能够发出光线；受光器，所述受光
器与所述发光源相对设置，所述受光器能够接收所述光线并产生光电流；绝缘层，所述绝缘
层位于所述发光源和所述受光器之间以隔离所述发光源和所述受光器，所述绝缘层包含环
氧树脂；包覆层，所述包覆层设于所述发光源和所述绝缘层之间或者所述受光器和所述绝
缘层之间，所述发光源发出的光线的至少一部分经过所述包覆层后照射到所述受光器，所
述包覆层包含氧化石墨烯，所述氧化石墨烯能够在所述光电耦合器焊接至线路板上时受热
转化成石墨烯，所述石墨烯能够吸收所述发光源发出的光线以降低光电转换系数在经过焊
接后的增加。

[0006] 根据本实用新型实施例的光电耦合器，通过在所述发光源和所述绝缘层之间或者所述受光器和所述绝缘层之间设有包覆层，使发光源发出的光线的至少一部分经过所述包
覆层后照射到所述受光器，包覆层包含氧化石墨烯，氧化石墨烯在经过焊接时受热转化为
石墨烯，石墨烯能够吸收发光源发出的光线，从而能够实现光电耦合器的低光电转换率偏
移。

[0007] 根据本实用新型一个实施例，所述包覆层设于所述发光源的外表面以包覆所述发光源。

[0008] 根据本实用新型一个实施例，所述包覆层形成为由氧化石墨烯和硅胶混合而成的材料层。

[0009] 根据本实用新型一个实施例，所述包覆层包括：第一包覆层，所述第一包覆层形成为硅胶层，所述第一包覆层能够包覆所述发光源的至少一部分；第二包覆层，所述第二包覆
层形成为由氧化石墨烯和硅胶混合而成的材料层，所述第二包覆层设于所述第一包覆层的
外侧，所述第二包覆层能够至少包覆所述发光源的其余部分。

[0010] 根据本实用新型一个实施例，所述发光源为红外发光二极管。

[0011] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明

[0012] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0013] 图1是根据本实用新型一实施例的光电耦合器的发光源涂覆有包裹层的结构示意图；

[0014] 图2是根据本实用新型一实施例的光电耦合器的包裹层经过焊接后的示意图；

[0015] 图3是根据本实用新型又一实施例的光电耦合器的发光源涂覆第一包裹层的结构示意图；

[0016] 图4是根据本实用新型又一实施例的光电耦合器的发光源涂覆第二包裹层的结构示意图；

[0017] 图5是根据本实用新型又一实施例的光电耦合器的包裹层经过焊接后的示意图；

[0018] 图6是现有技术的光电耦合器经过3次回流焊后的CTR变化率示意图；

[0019] 图7是根据本实用新型实施例的光电耦合器经过3次回流焊后的CTR变化率示意图。

[0020] 附图标记：

[0021] 光电耦合器100；

[0022] 发光源10；受光器20；

[0023] 包覆层30；第一包覆层31；第二包覆层32。

具体实施方式

[0024] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的
限制。

[0025] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位
或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或
元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限
制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0026] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术
语在本实用新型中的具体含义。

[0027] 下面参考附图具体描述根据本实用新型实施例的光电耦合器100。

[0028] 如图1至图5所示，根据本实用新型实施例的光电耦合器100，包括：发光源10、受光器20、绝缘层和包覆层30。

[0029] 具体而言，发光源10的引脚与信号输入端相连以接收信号输入端传输的信号，发光源10能够发出光线，受光器20与发光源10相对设置，受光器20能够接收光线并产生光电
流，绝缘层位于发光源10和受光器20之间以隔离发光源10和受光器20，绝缘层包含环氧树
脂，包覆层30设于发光源10和绝缘层之间或者受光器20和绝缘层之间，发光源10发出的光
线的至少一部分经过包覆层30后照射到受光器20，包覆层30包含氧化石墨烯，氧化石墨烯
能够在光电耦合器100焊接至线路板上时受热转化成石墨烯，石墨烯能够吸收发光源10发
出的光线以降低光电转换系数在经过焊接后的增加。

[0030] 换言之，根据本实用新型实施例的光电耦合器100主要由发光源10、受光器20、绝缘层和包覆层30组成，发光源10和受光器20组装在同一密闭的壳体内，彼此之间可用绝缘
层进行隔离，绝缘层为填充的环氧树脂。发光源10的引脚为输入端，发光源10的引脚与信号
输入端相连，能够接收信号输入端传输的信号，发光源10能够发出光线。受光器20的引脚为
输出端，在发光源10发出光线后，受光器20能够接收光线并产生光电流。在发光源10和绝缘
层之间或者在受光器20和绝缘层之间设有包覆层30，发光源10发出的光线的至少一部分能
够经过包覆层30后照射到受光器20，并由受光器20进行接收。包覆层30包含氧化石墨烯，光
电耦合器100在经过焊接时，氧化石墨烯能够受热并转化成石墨烯，石墨烯能够吸收发光源
10发出的光线，能够降低在经过焊接后引起的光电转换系数的增加，从而可以保持光电流
转换系数(CTR)不变。

[0031] 由此，根据本实用新型实施例的光电耦合器100采用发光源10、受光器20、绝缘层和包覆层30相结合的装置，在发光源10和绝缘层之间或者在受光器20和绝缘层之间设有包
覆层30，包覆层30包含氧化石墨烯，氧化石墨烯在经过焊接受热后转化为石墨烯，能够保持
CTR不变，并且由于氧化石墨烯本身具有很高的透过率，不会降低红外发射初始强度。

[0032] 根据本实用新型的一个实施例，包覆层30设于发光源10的外表面以包覆发光源10，能够提高发光源10发出的光线经过包覆层30的概率。

[0033] 进一步地，包覆层30形成为由氧化石墨烯和硅胶混合而成的材料层。也就是说，可以通过一次点胶方式点入发光源10的表面，可以将发光源10包裹住。在将氧化石墨烯混入
硅胶中，硅胶可保持正常使用，不会增加生产制程步骤。

[0034] 在本实用新型的一些具体实施方式中，包覆层30包括：第一包覆层31和第二包覆层32，第一包覆层31形成为硅胶层，第一包覆层31能够包覆发光源10的至少一部分，第二包
覆层32形成为由氧化石墨烯和硅胶混合而成的材料层，第二包覆层32设于第一包覆层31的
外侧，第二包覆层32能够至少包覆发光源10的其余部分。也就是说，通过二次点胶方式提高
对于发光源10的表面的包覆效果。如图7和图6所示，将根据本实用新型实施例制作得到的
19个光电耦合器100样品以及未采用包覆层的光电耦合器的20个样品分别经过3遍回流焊，
分别测得CTR的变化率。从结果看，相比于未采用包覆层的光电耦合器的CTR变化率(图6)，
根据本实用新型实施例的光电耦合器的CTR的变化明显降低。

[0035] 根据本实用新型的一个实施例，发光源10为红外发光二极管。

[0036] 根据本实用新型实施例的光电耦合器的制作方法，包括以下步骤：S1、制备包含氧化石墨烯的包覆层前驱体混合物备用；S2、将所述包覆层前驱体混合物置于所述发光源和
所述绝缘层之间或者所述受光器和所述绝缘层之间；S3、将所述包覆层前驱体混合物进行
固化，使用环氧树脂将发光源和受光器之间的预留空间注塑填充，对所述引脚进行折弯后
得到所述光电耦合器。

[0037] 具体地，在制作光电耦合器时，首先，制备包含氧化石墨烯的包覆层前驱体混合物，然后将包覆层前驱体混合物置于发光源10和绝缘层之间或者置于受光器20和绝缘层之
间，可选地，可以将包覆层前驱体混合物涂覆于发光源10或者受光器20的外表面。随后，经
过固化、注塑、冲压切割、折弯角制作等步骤后得到光电耦合器100，对包覆层前驱体混合物
的固化过程可采用烘烤固化，烘烤固化的加热可以选择梯度升温，可选地，先在80℃温度下
加热1h，再升温至150℃，加热2h。

[0038] 当包覆层前驱体混合物由氧化石墨烯和硅胶混合而成时，混合过程中可以采用搅拌方式，能够提高混合均匀度。

[0039] 进一步地，包覆层前驱体混合物中氧化石墨烯的质量浓度为0.0001％～20％。

[0040] 根据本实用新型的一个实施例，步骤S1还包括：将得到的包覆层前驱体混合物进行离心脱泡，能够除去硅胶中的气泡。

[0041] 在本实用新型的一些具体实施方式中，在步骤S3中，固化的温度为80℃-150℃。

[0042] 根据本实用新型实施例的光电耦合器的使用方法，包括以下步骤：将光电耦合器100中的包覆层30采用回流焊或波峰焊方式进行焊接，氧化石墨烯在180℃～260℃温度范
围下转化为石墨烯。

[0043] 总而言之，根据本实用新型实施例的光电耦合器，具有结构简单，制作方便，操作方便等优点。在使用时，使用者将光电耦合器经过回流焊等焊接工艺，氧化石墨烯在高温下
变成石墨烯，可以吸收部分红外光，通过调节氧化石墨烯浓度，能够实现光电转换率零偏移
的效果。也就是说，本实用新型旨在通过加入氧化石墨烯以解决现有技术中存在的技术问
题，氧化石墨烯在受热后会转换成石墨烯，石墨烯能够吸收发光源发出的光，降低光电转换
系数在经过焊接后的增加值。

[0044] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结
构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术
语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或
者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0045] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

标题	发布/更新时间	阅读量
针对位置测量的载波选择	2020-05-08	306
车辆环境中的多因子认证和访问控制	2020-05-08	708
检测波长偏差的方法和汇聚节点	2020-05-08	400
解调参考信号的附加数据以及控制区域中的数据复用的有效信令的改进	2020-05-08	466
对象的检测	2020-05-08	893
用于DC偏移降级的方法和装置	2020-05-08	838
半导体模块单元	2020-05-11	481
用于新无线电的多传输接收点操作中的上行链路控制信令的装置和方法以及解调参考信号设计	2020-05-08	508
发送装置、接收装置、方法	2020-05-08	123
电路基板	2020-05-08	745

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技术领域

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